5.5.2. Приложение начальных условий
Перед выполнением расчета переходного динамического процесса полным методом необходимо определить назначение начальных условий и использование шагов нагрузки.
Расчета переходного динамического процесса по определению включает нагрузки, зависящие от времени. Для указания каждой нагрузки необходимо разделение нагрузки, являющейся функцией времени, на удовлетворяющие пользователя шаги нагрузки. Каждый перелом на линии связи нагрузки и времени может восприниматься в виде индивидуального шага нагрузки, как это показано на рис. 5.1.
Рис. 5.1. Пример связи времени и нагрузки
Обычно начальные условия назначаются на первом шаге прикладываемой нагрузки. Далее указываются нагрузки и опции шагов нагрузки для второго и последующего шагов нагрузки переходного процесса. Для каждого шага нагрузки следует указывать значение нагрузки и значение времени, а также иные опции шагов нагрузки, такие, как опция приложения нагрузки скачкообразно или плавно, опция использования автоматического назначения шага по времени и так далее. Далее каждый шаг нагрузки записывается в файл и проводится общий расчет для всех шагов нагрузки. Назначение начальных условий описывается ниже; остальные задачи описаны далее в текущей главе.
На первом шаге при приложении переходных нагрузок должны назначаться начальные условия, то есть условия при Time = 0. Расчет переходных динамических процессов требует наличия двух групп начальных условий (поскольку система уравнений
имеет II
порядок): начальные перемещения (
)
и начальные скорости (
).
Если никаких начальных
условий не указывается, предполагается,
что
и
одновременно
имеют нулевые
значения. Начальные
ускорения
всегда считаются равным нулю, но начальные
ускорения можно
определить и отличным от нуля, путем
приложения подходящих нагрузок
в виде ускорения в течение малого
интервала времени.
В имеющихся ниже разделах содержится описание применения различных комбинаций начальных условий.
Нулевые начальные напряжения и нулевые начальные скорости - являются
условиями по умолчанию, то есть, если = = 0, ничего особо указывать не требуется. Нагрузки, соответствующие первому перелому на линии связи нагрузки и времени можно, прикладывать на первом шаге нагрузки.
Ненулевые начальные перемещения и (или) ненулевые начальные скорости – эти
начальные условия могут назначаться при помощи команды IС.
Команда IС
Вызов из экранного меню:
Main Menu —> Solution —>Define Loads —> Apply —> Initial Condit'n —> Define
Предупреждение. Следует проявлять осторожность, чтобы не создать несогласованных начальных условий. Например, если начальная скорость указывается для единичной степени свободы, а для всех остальных степеней свобод начальная скорость равна 0. это может привести к несогласованности начальных условий. В большинстве случаев желательно определять начальные скорости во всех незакрепленных степенях свобод модели. Если для разных степеней свобод эти граничные условия не совпадают, обычно начальные условия проще указывать в явном виде, как описано ниже, а не при помощи команды IС.
Описание команд TIMINT и IС см. в соответствующих разделах документации.
Нулевые начальные
перемещения и ненулевые начальные
скорости -
ненулевая скорость назначается
путем приложения малых перемещений в
течение малого промежутка
времени у части модели, для которой эта
скорость приложена. Например, если
,
можно приложить перемещение, равное
0.001 за промежуток времени, равный
0.004, как показано ниже.
…
TIMINT,OFF ! Выключение эффекта интегрирования по времени
D,ALL,UY,.001 ! Малое перемещение UY (предполагается скорость в направлении оси Y)
TIME..004 ! Начальная скорость = 0.001/0.004 = 0.25
LSWRITE ! Запись данных нагрузок в файл шага нагрузки (Jobname.SOl)
DDEL.ALL.UY ! Удаление приложенных перемещений
TIMINT.ON ! Включение эффекта интегрирования по времени
…
Ненулевые начальные перемещения и ненулевые начальные скорости - подобно указанному выше приему, за исключением того, что приложенные перемещения являются действительными значениями вместо малых приращений. Например, если = 1.0, и при этом = 2.5, перемещение, равное 1.0 прикладывается в течение интервала времени 0.4:
…
TIMINT,OFF ! Выключение эффекта интегрирования по времени
D,ALL,UY, 1.0 ! Начальное перемещение = 1.0
TIME,.4 ! Начальная скорость = 1.0/0.4 = 2.5
LSWRITE ! Запись данных нагрузок в файл шага нагрузки (Jobname.SOl)
DDELE,ALL,UY ! Удаление приложенных перемещений
TIMINT,ON ! Включение эффекта интегрирования по времени
…
Ненулевые начальные перемещения и
нулевые начальные скорости - данные
начальные условия
требуют использования двух промежуточных
шагов (команда NSUBST,2)
с изменением
шага для приложенных перемещений
(команда КВС,1)-
Без изменения
шага (или при наличии одного шага)
приложенные перемещения изменятся
непосредственно в
ходе времени, порождая отличную от нуля
начальную скорость. Приведенный
ниже пример демонстрирует приложение
начальных условий вида
= 1.0 и
=0:
TIMINT.OFF ! Выключение эффекта интегрирования по времени для статического расчета
D,ALL,UY,1.0 ! Начальное перемещение = 1.0
TIME,.001 ! Малый интервал времени
NSUBST,2 ! Два промежуточных шага
КВС,1 ! Приложение нагрузок скачком
LSWR.ITE ! Запись данных нагрузок в файл шага нагрузки (Jobname.SOl)
! Расчет переходного процесса
TIMINT,ON ! Включение эффекта интегрирования по времени
TIME,... ! Действительный интервал времени
DDELE,ALL,UY ! Удаление ограничений степеней свобод
КВС.О ! Плавное приложение нагрузки (если требуется)
! Продолжение обычной процедуры расчета переходного процесса
Ненулевые начальные ускорения - такое начальное условие может быть аппроксимировано приложением требуемого ускорения в течение малого интервала времени (команда ACEL). Например, набор команд приложения начального ускорения, равного 9.81. имеют вид:
ACEL..9.81 ! Начальное ускорение в направлении оси Y
TIME,.001 ! Малый интервал времени
NSUBST,2 ! Два промежуточных шага
КВС,1 ! Приложение нагрузок скачком
LSWR1TE ! Запись данных нагрузок в файл шага нагрузки (Jobname.SOl)
! Расчет переходного процесса
TIME, ... ! Действительный интервал времени
DDELE. ... ! Удаление ограничений степеней свобод (если требуется)
КВС,О ! Плавное приложение нагрузки (если требуется)
! Ускорение не должно ограничиваться на начальном шаге нагрузки.
! Если это условие не выполняется, приложенное ускорение не будет иметь никакого эффекта.
! Продолжение обычной процедуры расчета переходного процесс
…
Описание команд ACEL, TIME, NSUBST, KBC, LSWRITE, DDELE и КВС см. в соответствующих разделах документации.